Лекции для студентов

Лекция по автоматике

Функции и параметры элементов автоматики.

Каждый функциональный элемент выполняет элементарную функцию, которая заключается в получении преобразовании и передачи информации в виде сигналов определенной физической природы. Функциональные элементы предполагают устройствами одно направленного действия, т.е. передающими сигналы в одном направлении.

Всем элементам автоматики, независимо от их назначения присущи общие параметры:

1.       Статическая характеристика;

2.       Динамическая характеристика;

3.       Передаточный коэффициент;

4.       Погрешность;

5.       Порог чувствительности.

 

 

1.       Под статической характеристикой элемента понимают зависимость y=f(x), т.е. зависимость между выходными (у) и входными (х) величинами в установившемся режиме, когда х и у неизменны во времени. Статическая характеристика может задаваться в виде аналитического выражения или графика. По виду статической характеристики различают элементы с линейной и нелинейной статической характеристикой.

2.       Под динамической характеристикой элемента понимают зависимость выходной величины у от входной величины х в переходном, т.е. динамическом режиме, когда х и у меняются во времени. Характер динамической характеристики зависит от инерционных свойств конкретного элемента. Иногда под динамическими характеристиками понимают зависимость выходной величины у и входной величины х от времени, при переходном процессе.

3.       Передаточный коэффициент элемента представляет собой отношение выходной величины у к входной величине х.

Статический коэффициент передачи:

                                                                                   1.7

Динамический коэффициент передачи:

==                                                                     1.8

Для линейной статической характеристики при всех х и у к_с=к_Д. Единица измерения передаточного коэффициента равна отношению единиц измерения выходной и входной величин. Очень часто на практике используют безразмерный относительный передаточный коэффициент.

                                                                   1.9

где х_н, y_н — нелинейные значения х и у.

Коэффициент передачи для разных элементов автоматики называют по разному: для датчиков — коэффициентом чувствительности, для измерителей — коэффициентом усиления и т.д.

4.       Погрешностью называется разность между текущим и номинальным заданным значением выходной величины. Различают абсолютную и относительную погрешности, которые возникают из-за изменения внутренних свойств элемента (износ, старение) и внешних условий (изменение температуры и влажности окружающей среды, изменение напряжения питания, изменение частоты тока и т.д.)

5.       Порог чувствительности — наименьшее изменение входной величины, способное вызвать появление изменения выходной величины (за счет наличия трения, люфтов, гистерезиса и т.д.).

В отдельных элементах автоматики можно рассматривать различные характеристики, которые отражают работу этих элементов, как части САУ: потребляемая мощность, входное и выходное сопротивление, и т.д.

Очень большому количеству элементов присуще самопроизвольное изменение выходной величины при постоянстве входной. Такие изменения называются: помехами, шумами, дрейфом нуля, плаванием коэффициента усиления.